柳州市邱姆预应力机械有限公司
摘要：随着预应力技术迅猛地发展，钢绞线发展趋向于高强度、高耐久性等方面，此类产品中新增的产品主要是大直径1×19丝结构钢绞线，市场上出现的主要包括φ21.8、φ28.6等规格；这些新出现的钢绞线产品在特定领域内具有相当大的优势。为开拓大直径1×19丝结构钢绞线的应用领域，达到节能减材的目的，满足开发、设计、施工单位对大直径钢绞线锚具多方面的需求，并且将形成一个新的拉索体系，同时也填补此项国内空白。
关键词：大直径；1×19丝结构；钢绞线；挤压锚固；拉索
一、前言
近年来，预应力钢材的发展方向朝着大直径、高强度及耐腐蚀方向发展。目前国内研发成功的1×19结构的大直径钢绞线，由直径不同的19根钢丝分 3层紧密排列，强度达1860MPa，其直径有：φ17.8、φ19.3、φ21.8、φ28.6。此结构钢绞线强度高、柔性好，与相同直径和强度级别的1×7结构钢绞线相比较，更为高效、安全、持久。此结构钢绞线已完全替代进口产品并列入GB5224《预应力混凝土用钢绞线》国家标准。
随着预应力产品应用领域的不断拓展。其市场需量及配套锚具的使用量不断增加。为满足大直径1×19丝结构的钢绞线的应用领域，我公司特立项研究开发了大直径1×19丝结构钢绞线挤压锚固拉索，这将形成一个新的拉索体系，也是拉索体系发展的一个新趋势。从拱桥、斜拉桥、悬索桥、特种结构的拉索、大型体育场馆用索、景观性强的建筑及桥梁工程等多个领域尽早占领国际和国内市场，满足开发、设计、施工单位对大直径钢绞线锚具多方面的需求。市场需求相当广阔，节能减材，将带来很大的社会和经济效益。
二、结构原理及特点
1、结构原理
大直径1×19丝结构钢绞钱挤压锚固拉索构造如下图所示，由挤压锚（包括挤压套、挤压簧、膨胀套）、钢绞线、防松装置、球形螺母、球形垫板、锚垫板、预埋管、密封筒、握裹材料、减振装置、密封装置、吊装螺母组成。
2、特点
2.1 整束挤压锚
其特点为；
1）能锚固1×19丝强度为1860MPa及以下级别，直径为Φ21.8mm、Φ28.6mm高强度低松弛钢绞线。
2）多孔挤压套穿索孔排列方式为圆形，目的挤压时各孔钢绞受力均匀，提高对钢绞线的握裹能力。
3）对多根钢绞线整束挤压夹持。将挤压簧套入钢绞线一端后，逐根穿入挤压套内孔，在每根钢绞线端部的中心钢丝镶入膨胀套，再采用挤压设备对挤压套进行径向挤压，使挤压套发生永久变形，挤压簧碎断牢固地嵌入钢绞线内使钢绞线、挤压簧、挤压套和膨胀套牢固地结合成一个整体实现挤压锚固。通过挤压锚固钢绞线的方式，在高、低应力甚至是负应力的情况下，钢绞线都不会滑脱。安全可靠、疲劳性能好。
5）锚头结构紧凑，外径小，有利于整束结构的优化、美观。相同承载力，其锚头尺寸比冷铸锚、热铸锚小，预留孔尺寸可相对减小。
2.2 索体的防腐、防水、减振结构：
1）钢绞线在索体内均隔离防腐，防腐蚀性能优越，抗振性能好。根据不同的吨位，采用相应的多根钢绞线，钢绞线外涂防锈油脂，单根聚乙烯护套防护，整束缠包高强聚脂带再挤包聚乙烯护套，三层防腐，避免了钢丝束由于一处受腐蚀而整束锈蚀。同时，钢绞线之间有聚乙烯护套相隔，结构阻尼较钢丝拉索的要大，抗振性能好；通过采取特殊制造工艺，大大减少了HDPE护套的拉应力，降低PE开裂的可能，提高了PE的耐久性。
根据色彩的稳定性及抗紫外线强度性能，推荐使用黑色、白色、灰色。彩色HDPE护套稳定性依次递减规律为：黄色、蓝色、橙色、红色。
2）索体的减振装置采用高阻尼橡胶材料，抗振性能好。
3）挤压套外表面涂防腐脂，安装预埋管和保护罩进行防腐。
4）调节索体长度的球形螺母与球形垫板的配合采用球球面配合，达到自动调整索体受力方向。球形螺母与挤压套配合设有防转装置。
2.3 整束挤压锚具在制作索体时可以安装埋入应变量光纤传感器，可以方便对索体进行长期监测，同时在上、下端挤压锚也可以方便安装压力传感器。
四、所达到的技术性能指标
拉索性能：符合JT/T850《挤压锚固钢绞线拉索》标准要求。
静载性能：达到GB/T 14370《预应力筋用锚具、夹具和连接器》标准的要求：锚具效率系数ηa≥95%，极限延伸率 ≥2%。
疲劳性能：达到GB/T18365《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》的要求，即成品索在疲劳荷载性能试验应力上限0.4 ，疲劳荷载性能试验应力下限0.28 ，在疲劳的作用下，经200万次脉冲加载，锚具完好无损，钢丝断丝率小于5%，且材料和锚具组装件不能出现破坏现象。
成品索弹性模量：E≥ MPa。
索体HDPE性能：符合GB/T18365《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》和CJ/T297《桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料》标准的要求。
防水（防腐）性能：全防水、防腐结构。
钢绞线性能：抗拉强度σb≥1860 MPa,其它性能不低于GB/T 5224《预应力混凝土用钢绞线》的标准要求。
环氧钢绞线：单丝喷涂型环氧钢绞线性能满足GB/T25823《单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线》标准的要求。填充型环氧钢绞线性能满足GB/T21073《环氧涂层七丝预应力钢绞线》标准的要求。
结束语
大直径1×19丝结构钢绞线挤压锚固拉索，具隔离防腐、拉索体系的密封防水，减振结构，在拉索体系中安放应变量光纤传感器，产品节约处理单元，按同条件设计，在钢绞线强度相当的条件下，钢绞线束数量的减少，使得索体的总截面积可以减少，拉索总重量可相应降低，改善了桥梁承重条件，从而节省很大的资源。该挤压锚固拉索于2012年、2013年获得3项国家实用新型专利，2017年初申请国家发明专利。随着大直径钢绞线的应用推广，我们相信这种 挤压锚固拉索将会理广泛应于桥梁工程中。
参考文献
[1]GB/T14370预应力筋用锚具、夹具和连接器.
[2]GB/T 5224 预应力混凝土用钢绞线.
[3]GB/T25823单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线.
[4]GB/T21073环氧涂层七丝预应力钢绞线.
[5]CJ/T297桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料.
[6]GB/T18365斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件.
[7]JT/T850挤压锚固钢绞线拉索.
论文作者:刘建英
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/12
标签：钢绞线论文; 锚固论文; 预应力论文; 直径论文; 拉索论文; 结构论文; 护套论文; 《基层建设》2017年第18期论文;